專利名稱：尤其是用于汽車的雨水傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如獨立權利要求類型的雨水傳感器。
本發(fā)明的優(yōu)點具有獨立權利要求所述技術特征的本發(fā)明的雨水傳感器具有以下優(yōu)點，即通過各種不同的光線輸入和輸出結構，可以顧及到各自聚焦需要，從而提高了雨水傳感器的靈敏度。
通過從屬權利要求所述的措施，得到了對獨立權利要求所述特征的有利的改進和改善方案。
尤其有利的是，用于將光線輸入到車窗玻璃內(nèi)的結構是球形特性，輸出結構是非球形特性。這樣一來，將最大光量輸入到車窗玻璃中，同時只是與降雨測量有關的光線從車窗玻璃中被輸出。因而，測量范圍擴大到車窗玻璃并因而提高了雨水傳感器的信噪比。
若將光線輸入結構設計成球缺或球冠形，則很容易加工出這樣的球形結構，尤其是當光導體是注塑件時。
此外，輸出結構具有圓柱形部分并且其頂面成非球形透鏡狀，這是有利的。圓柱形部分造成了光闌式效應，因而只是所希望的光線能夠透過光導體射入接收器。通過非球形透鏡，可以使接收器比用球形透鏡時更近地移向光導體。
此外，若集束光線聚焦在圓柱形部分的幾何中心軸線外，則這是特別有利的。通過這種偏斜透鏡，可以使光學元件如發(fā)射器和接收器更加接近地移向光導體，由此進一步減少散射光量。
如果與車窗玻璃耦聯(lián)的光導體表面具有一個略凸的凸面，則有利地避免了在將光導體耦聯(lián)到車窗玻璃上時可能出現(xiàn)在耦聯(lián)部位上的氣泡。另外，在裝配時，在整個光導體上產(chǎn)生了應力，結果，例如補償了由溫度或老化引起的形狀變化。
如果各自成對布置地分別設置多個光線輸入和輸出結構，則可以在最窄的空間里設置多個測量段并且將雨水使感器尺寸限制到最小。這是特別有利的，因為可以不阻礙視線地將雨水傳感器布置在車窗玻璃上。
如果分別設有四個光線輸入和輸出結構并且這些結構被布置成可使這些測量段在其于車窗玻璃上的投影面上形成一個平行四邊形，則這是特別有利的。通過這樣的布置，可以用兩個發(fā)射器和兩個接收器實現(xiàn)四個測量段，其中在平行四邊形中心有例如足以布置另一個傳感器或一個加熱裝置的空間。此外，由于每個發(fā)射器以多條測量線狀態(tài)發(fā)射且每個接收器由多個方向接收，因而就省掉了昂貴的光學半導體元件。
如果可與車窗玻璃耦聯(lián)的光導體表面至少局部地具有多組分粘合劑中的一個成分，則光導體就能被快速可靠地安裝在車窗玻璃上。


圖1是本發(fā)明雨水傳感器的截面圖。
圖2以透視圖表示本發(fā)明雨水傳感器的一個光導體。
光導體14具有結構18a、18b，它們使由發(fā)射器20發(fā)出的光線經(jīng)過連接介質16被輸入車窗玻璃12并使全反射光線重新經(jīng)過連接介質16而從車窗玻璃12中輸出并轉向接收器22。在這里，發(fā)射器20和接收器22都被設置在一個共同的成印制電路板形式的薄板24上。在雨水傳感器10中，這個薄板24大致平行于車窗玻璃12地設置于外殼25內(nèi)，確切地說，它是這樣布置的，即發(fā)射器20和接收器22都定位大致在結構18a、18b的上面。此外，光導體也可以具有未示出的拱頂，它咬入薄板24的對應孔里并因而使發(fā)射器和接收器對準結構18a、18b變得更容易。在這種情況下，接收器22和/或發(fā)射器20的定向當然這樣進行，即接收器22和/或發(fā)射器20的敏感區(qū)被設置在光線聚焦結構18a、18b的聚焦區(qū)內(nèi)，以獲得最高靈敏度。
由發(fā)射器20發(fā)出的光線以約45°的角被輸入車窗玻璃12并在車窗玻璃12的可潤濕表面上與潤濕情況有關地至少部分被反射回來并以約45°角從車窗玻璃12中被輸出并轉給接收器22。
外殼25可以在其外面上還具有凸耳26，它們用于將第二外殼套在整個雨水傳感器10上，尤其是當對外殼提出特殊要求時。不言而喻的是，這也與光導體14的專門設計結構無關。
圖2以透視圖詳細示出了一個光導體14。該光導體基本上成長方形構造并有一個環(huán)槽28。在槽28的區(qū)域中，還設置了其它緊固元件30，它們將光導體緊固在外殼上。為校準圖1所示薄板24的方位，光導體具有拱頂32，這些拱頂垂直于車窗玻璃12地呈圓柱形地從光導體14上凸起。結構18a、18b分別成對地大致設置在光導體14長方形的中心。結構18a用于輸入由發(fā)射器20發(fā)出的光線，結構18b用于輸出車窗玻璃的全反射光線并使之聚焦到接收器22上。
輸入光線結構18a成球缺形或球冠形，它們就在光導體14的平坦底面34上。由于發(fā)射器20布置在結構18a的上面，所以即使遠離光線也被折向車窗玻璃12，與現(xiàn)有技術的透鏡結構相比，提高了耦合輸入車窗玻璃中的總光量。
用于輸出光線并聚焦到接收器22上的結構18b主要包括一個圓柱體形部分36，在其頂面上形成一個非球形透鏡38。由于反映測量信號的全反射光線應盡可能準確地聚焦到接收器22上，因而這種非球形結構18b特別適于輸出。非球形透鏡的形狀和布置位置應使其聚焦區(qū)準確地占據(jù)接收器22的敏感面。
由于結構18a、18b成對布置，因而借助兩個分別布置在一對結構18a上面的發(fā)射器20和兩個分別布置在一對結構18b上面的接收器而形成四個測量段，它們在車窗玻璃12上的投影形成一個平行四邊形。通過這種方式，在平行四邊形中央還留有結構空間，其中可以布置另一個傳感器如亮度傳感器或溫度傳感器。但也可以考慮布置一個用于加熱測量區(qū)內(nèi)的傳感器裝置或車窗玻璃12的加熱元件。如果在此中央部位布置一個光學傳感器，則該傳感器可以例如借助板壁形凸起隔板在光學上與測量段分隔開，以避免因日光射入而可能對雨水測量造成的干擾。但這與結構18a、18b的專門結構設計無關的。當然，也可以將結構18a、18b設計成不是如圖所示的透鏡狀，而是呈反射鏡狀。也可以考慮用混合式設計，即部分輸入結構18a被設計成透鏡狀，而另一部分被設計成反射鏡狀。當然，這種思路也適用于輸出結構18b。
權利要求
1.一種尤其是用于汽車的雨水傳感器(10)，它具有至少一個在工作狀態(tài)中發(fā)出光線的發(fā)射器(20)和至少一個至少局部對發(fā)射器(20)的光線敏感的接收器(22)以及一個基本上平坦的光導體(14)，該光導體可以大致平行于汽車的一可潤濕車窗玻璃(12)的一個表面地被聯(lián)接并且它具有輸入和輸出發(fā)射器(20)光線的結構(18a，18b)，其特征在于，輸入光線結構(18a)與輸出光線結構(18b)是不同的，輸入光線結構(18a)具有光線聚焦特性。
2.如權利要求1所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，輸入結構(18a)是球形特性，輸出結構(18b)是非球形特性。
3.如權利要求1或2所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，輸入光線結構(18a)被設計成球缺形或球冠形。
4.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，輸出結構(18b)具有一圓柱體形部分，其中頂面被設計成非球形透鏡。
5.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，輸出結構(18b)具有一圓柱體形部分且尤其是斜圓柱體形部分，可通過該部分尤其是平行于該圓柱體形部分的外表面地構成一條幾何中心軸線，其中輸出光線聚焦于其中的區(qū)域在該中心軸線外。
6.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，可與車窗玻璃(12)耦聯(lián)的該光導體表面具有一個凸形凸起。
7.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，設有多個光線輸入和輸出結構(18a，18b)，它們分別成對布置。
8.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，分別設有四個光線輸入和輸出結構(18a，18b)，它們被布置成由這些結構(18a，18b)的布局而決定的光線行程在其于車窗玻璃(12)上的投影面上形成一個平行四邊形。
9.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，可與車窗玻璃(12)耦聯(lián)的光導體(14)表面至少局部地具有多組分粘合劑中的一個成分。
10.如上述權利要求之一所述的雨水傳感器(10)，其特征在于，分別給一個發(fā)射器(20)和/或一個接收器(22)配備多個結構(18a，18b)。
全文摘要
尤其是用于汽車的雨水傳感器(10)具有至少一個在工作狀態(tài)中發(fā)射光線的發(fā)射器(10)及至少一個至少部分對發(fā)射器(20)光線敏感的接收器(22)和一個基本上平坦的光導體(14)，該光導體可以大致平行于汽車的一個可潤濕的車窗玻璃(12)的一個表面地聯(lián)接并且它具有輸入和輸出發(fā)射器(20)光線的結構(18a，18b)，光線輸入結構(18a)與光線輸出結構(18b)是不同的，結構(18a)具有光線聚焦特性。
文檔編號G01W1/14GK1398231SQ01804627
公開日2003年2月19日 申請日期2001年11月7日 優(yōu)先權日2000年12月6日
發(fā)明者H·紹特爾, B·霍達普, R·皮恩特卡, H·邁爾, A·施奈德爾, M·博卡特, M·思羅爾 申請人:羅伯特-博希股份公司